[发明专利]一种免电机调节型水泵叶片角度在役调节机构

说明书

本发明属于流体机械技术领域，涉及一种机械式水泵叶片角度调节机构，包括调节机构本体、调节螺母和调节螺杆等，本发明的特色在于：免除了传统装置所必需的专门用于驱动调节螺母的电机，此外采用调节机构本体与承力座盖来共同夹持调节螺母承力轴肩的结构方案，大幅增强了机构的支撑刚度并缩短及优化了抬轴冲击顶撞力的传递路径。经此改进后，一方面大幅减少了机构的总体高度尺寸，为紧凑设计调节机构创造了条件；另一方面免掉驱动电机可简化调控过程的复杂度，由此提高了调节机构的可靠性；特别地，通过改进调节螺母与调节螺杆运动副的结构布局，有效地提高了调节机构抵御抬轴冲击破坏的能力，最终达成防范水泵抬轴冲击隐患的目的。

技术领域

本发明属于流体机械技术领域，涉及一种水泵及水轮机的叶片角度调节装置，具体地说涉及一种可在役调控水泵叶片角度的机械式调节装置，更具体地说涉及一种无须专门调节电机亦可实现在役调控水泵叶片角度的机械式调节装置。

背景技术

众所周知，各种具有叶片(也叫桨叶)结构的水泵或水轮机，它们的工作效率与其叶片的角度亦即“攻角”密切相关。通常，对应着水泵不同的运行工况，有且必有一个最优的叶片角度，使得水泵在该叶片角度下运行时能够获取到最优的水能效率。显然，若能依照江湖水位、季节变化和水文状况等不同运行环境来实时地调控叶片的工作角度，将能优化水泵排量的输出特性并能节约大量的电费。故此，现有大型水泵及其机组无一例外地配置有用以调节叶片角度的机构或装置，以期在水泵运行时能够根据具体情况在役调控叶片的角度而获得最优的工作效率。

当前，叶轮直径在1.5m至3m的水泵普遍采用机械式调节机构去实现叶片角度的不停机调节，其通用做法是通过一个调节电机和减速机构去驱动一个螺母螺杆副，借助螺母螺杆副来驱动与水泵桨叶相联接的调节拉杆，以此达成调控水泵叶片攻角的目的。这类调节机构的优点是能够实现自锁，因此锁机性能好，另外叶片角度控制既稳定且又可靠，故机械式叶片角度调节机构一直沿用至今而不衰。

但是，传统机械式调节装置必须借助专门的调节电机来做为其运行机构的动力，由此带来的缺陷和隐患是明显的，主要是：①采用调节电机后会致使调节机构抵抗水泵抬轴冲击能力下降，盖因调节电机传递动力的需要，使得机构的螺母螺杆副支撑结构不尽合理，支撑环节多受力传承链长，致使装置的整体刚度很弱，换言之传统的布局方案很难抵御水泵的“抬轴”冲击力，以致调节装置存在被顶开和掀翻的“炸机”事故隐患；②采用调节电机后会致使调节机构体积变得庞大，众所周知，调节电机的存在必然占据一定的空间，故传统机械式调节装置的体积十分之庞大，尤其在高度方向更是凭空高出一个电机的尺寸(大约占掉装置整机高度的五分之一到四分之一)，如此状况不仅不够紧凑，而且也给装置的起运、安装和维护带来困难；③采用调节电机后致使调节机构的受电系统变得更加复杂，由于调节电机的存在而需要单独给其供电，额外的供电与受电系统使得机构的控制环节显著增多，尤其对于那些随动电机型的调节机构，更因为电机的本体乃一直跟随水泵一起旋转，因此必须采用电刷电环的受电方式，以至于其供电的可靠性较差。

综上，现有包含有调节电机方案的水泵叶片角度调节机构尚存在有需要进一步改进与提升的空间。

发明内容

针对目前机械式水泵叶片角度调节装置所存在的问题，本发明提出一种免电机调节型水泵叶片角度在役调节机构，目的在于：通过改进机构核心部件的支承布局以提高调节机构抵御水泵抬轴冲击的能力，同时通过改变调节机构的驱动形式及优化布局结构，一方面减少机构的总体高度尺寸以实现调节机构的紧凑设计，另一方面有效简化机构驱动装置控制的复杂度以提高调节机构的可靠性。